철도 상식

• 전차선에서 까치가 죽지 않는 까닭은?

  • 전기는 양극에서 음극으로 흘러간다. 전차선의 까치는 전차선 한 가닥만 붙들고 있기 때문에 전기는 까치의 몸을 거쳐 흐르지 않고, 까치는 죽지 않는다. 그러나 전차선에 앉은 까치가 전차선에서 다른 물체에 몸의 일부가 닿으면 감전사한다. 왜냐하면 전차선은 양극이고 지면과 연결된 감나무는 음극이므로 까치의 몸통으로 전기가 흐르기 때문이다.

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• 열차내의 오물처리 방법은?

  • 현재 우리나라의 기차는 시설을 개량하여 오물 등을 외부로 배출하지 않고 있다. 승객이 화장실에서 용변을 마치고 물을 내리기 위해 페달을 밟으면 스프링의 힘으로 공기유입을 막고 있던 밸브의 중심 몸체가 밀려 내려가면서 공기통로를 만들어 준다. 이 때 스프링의 힘으로 막혀 있던 공기펌프의 막판이 밀려들어오는 공기의 힘으로 내려가면서 펌프 안에 있던 비교적 물이 올라와 변기를 씻어 내린다. 페달에서 발을 내려놓으면 스프링의 힘에 의해 밸브의 중심몸체가 다시 올라오면서 이번에는 공기 배출통로가 형성되고 펌프 안의 공기가 배출되어 펌프의 막판이 스프링의 힘에 의해 올라온다. 이때 탱크안의 물은 펌프로 유입되어 다음 사용을 위해 대기한다.

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• 선로의 폭은 다 같을까?

  • 아니다. 선로는 폭에 따라 표준궤, 협궤, 광궤로 나눌 수 있다. 표준궤는 선로 폭이 1,435 ㎜이며 우리나라, 북한, 일본신간선 스페인,유럽 국가, 미국, 캐나다 및 남미 여러 나라의 철도 선로에서 채택되어 사용하고 있다. 협궤는 표준궤보다 좁은 1,067㎜이며 일본의 재래선에 사용하고 있다. 광궤는 표준궤보다 넓은 1,524㎜, 1,674㎜이며 러시아, 방글라데시, 스리랑카, 파키스탄, 인도, 아르헨티나, 칠레 등에서 사용하고 있다.

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• 자동차가 고무바퀴로 아스팔트 위를 달리는데 비해 철도는 강철 바퀴가 강철레일 위를 달리는 구조로 된 까닭은?

  • 이것은 강철이 튼튼하고 값도 비교적 싼 때문이기도 하지만, 무엇보다 강철바퀴와 강철레일 사이에 작용하는 마찰계수가 다른 재료에 비하여 작기 때문이다. 마찰계수란 「서로 접촉하고 있는 물체를 움직이려고 힘을 가할 때 이 움직임을 방해하는 정도」 인데 얼음판 위에서 스케이트 탈 때를 생각해 보면 쉽게 이해할 수 있다. 얼음판 위에서는 힘 들이지 않고도 신나게 스케이트를 탈 수 있는 것은 얼음판과 스케이트날 사이의 마찰계수가 낮기 때문이다. 철도의 경우도 마찬가지이다. 강철로 된 바퀴와 레일사이의 마찰계수가 작아 한꺼번에 많은 양의 사람이나 물건을 운반하는데 얼음판 위에서 스케이트를 날 때처럼 힘이 거의 들지 않는다. 실제로 철도는 사람이나 물건을 나르는데 고무바퀴와 아스팔트의 자동차에 비해 1/2 정도밖에 소모되지 않아 인류가 발명한 어떤 수송수단보다 효율이 높고 환경 친화적이기도 하다. 그러나 바퀴와 레일 사이의 마찰계수가 작기 때문에 나타나는 철도의 약점도 물론 많다. 바퀴와 레일 사이가 미끌미끌하기 때문에 출발할 때 순식간에 속도를 높일 수 없고 속도를 낮추거나 정지하려할 때도 자동차에 비해 훨씬 긴 거리를 필요로 하는 것은 많은 짐을 싣고 달리는 열차를 빠르고 안전하게 운행하는데 필요한 시설을 복잡하고 비싸게 만드는 제일 큰 원인이다. 도로와 기찻길이 교차하는 건널목에서 자동차를 멈추게 하고 기차는 우선적으로 통과할 수 있도록 하는 것도 이처럼 기차의 특성상 단거리에서 멈추기 어려운 때문인 것이다.

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• 기차가 터널을 통과할 때 귀에서 윙하는 소리가 나는 까닭은?

  • 열차가 빠른 속도로 달리면 차체 주위의 공기흐름이 빨라져서 압력이 낮아지게 되고, 차체에 틈새가 있다면 상대적으로 압력이 높은 차안의 공기가 밖으로 빠져나가 차 내부의 공기 압력과 밀도가 떨어지게 된다. 이런 현상이 급작스레 일어나면 차에 타 있는 사람의 고막 내외부의 공기 압력이 달라져 이명현상이 생기며 통증도 느낄 수 있다. 이를 막기 위해 창문, 도어 등의 기밀(Airtightness)을 철저히 함은 물론 이명현상이 특히 심한 터널 진입 시에는 터널 앞에 설치된 loop coil의 신호를 받아 차량 연결부의 틈새나 환기구를 막는 등으로 실내의 쾌적함을 유지하고 있다.

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• 서울에서 부산까지 한 가닥만의 레일로 선로를 가설할 수 있을까?

  • 극단적으로 말하자면 서울에서 부산까지 한 가닥의 레일만으로 선로를 가설하는 것은 가능하다. 레일은 선로에 부설하기 전의 자유로운 상태에서는 기온의 변화에 따라 늘어나거나 줄어들지만 레일을 침목에 고정시키고 그 침목을 자갈이 버텨주게 하면 레일의 중간부분은 신축하지 않고 양쪽 끝부분만 신축한다. 가령 온도가 1˚C 올랐을 때 레일 양쪽 끝부분의 침목 한 개에 해당하는 부분만 늘어났다면 2˚C 올랐을 때는 끝에서부터 침목 2개에 해당하는 부분까지 늘어난다는 말이다. 이렇게 온도가 오를수록 늘어나는 부분이 점차 중간부로 번지는데 우리나라의 경우 레일의 겨울 최저온도를 -20˚C, 여름 최고온도를 +60˚C로 하여 그 중간값인 20˚C에서 레일을 부설한다고 가정하면 아무리 긴 레일이라도 레일의 양쪽 끝에서 약 100m 까지만 신축하고 나머지 중간부는 기온에 관계없이 신축하지 않기에 서울에서 부산까지 한 가닥의 레일로 선로를 부설할 수 있다.

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• 전차선은 왜 Zigzag로 설치되어 있을까?

  • 열차를 타고 가면서 제일 뒤칸 객차의 꽁무니 쪽에 나와 지나온 선로를 바라보며 조금은 감상에 젖어본 적이 있을 것이다. 이 때 전차선이 일직선이 아니라 지그재그로 되고 의아하게 생각하지는 않았는지? 그 까닭은 열차의 팬터그래프가 전차선과 일정부위만 계속 접촉하여 탄소막대로 된 팬터그래프의 집전판이 한 부분만 집중적으로 마모되는 것을 막기 위한 것이다. 이렇게 간단한 방법으로 집전판이 골고루 마모되게 함으로써 집전판을 교환하는데 따른 재료와 인력을 대폭 절감하고 있다.

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• 레일이 Ⅰ자형 인 까닭은?

  • 레일은 차량의 무게를 지지하여 침목과 도상에 고르게 분포시킬 뿐 아니라 차륜이 탈선하지 않도록 안내하고 신호전류의 궤도회로, 동력 전류의 통로를 형성하는 선로의 매우 중요한 부분이다. 큰 힘으로 레일을 위에서부터 누르게 되면 레일의 제일 윗면과 제일 밑 바닥면은 제일 큰 힘을 받고 중간부분으로 갈수록 힘을 점점 덜 받아 한가운데 부분을 일하지 않고 거의 놀고 있는 거나 마찬가지가 된다. 따라서 재료를 아끼기 위해 놀고 있는 중간 부분을 파내어 버려 I자형 레일이 만들어졌다.

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• 세계에서 제일 긴 직선 선로는?

  • 오스트레일리아 철도의 대륙횡단선중 마일지표로 496지점으로부터 793지점까지의 478km가 높낮이는 있지만 직선인 선로가 이어진다.

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• 세계에서 제일 긴 철도 노선은?

  • 열차를 갈아타지 않고 탈 수 있는 가장 긴 거리는 모스크바에서 블라디보스토크 간 9,297㎞를 시베리아 횡단철도로 가장 빠른 정기열차를 타도 6일 12시간 56분이 걸린다.

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• 세계에서 제일 긴 플랫폼은?

  • 인도의 서뱅강주 카르그푸르(kharagpur)역의 플랫폼으로 전체길이는 833m이다. 참고로 지하철에서 제일 긴 플랫폼은 시카고 환상선의 스테이트 스트리트 센터 지하역의 플랫폼으로 길이는 1,066m 이다.

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• 세계에서 가장 급한 구배를 가진 철도는?

  • 표준궤간(1,435㎜)의 철도로서는 프랑스국철 샤모니선에 90‰구배 구간이 있다.

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• 우리나라에서 가장 긴 철도터널은?

  • 일반철도는 전라선 죽림온천~관촌 구간에 있는 길이 6,128m의 슬치터널로 1999.5.18. 개통되었으며, 현재 공사중인 원주～강릉 복선전철의 대관령터널(21.755km)이 향후 최장 터널이 될 예정이다. 고속철도는 대구~부산 구간에 있는 금정터널로 길이 20.323km이며 2010.4.26. 개통되었다. 참고로 가장 긴 철도교량은 호남고속철도 정지고가로 9,315m이며 2014.6.30. 준공 되었다. 가장 높은 교량은 중앙선 금교역~치악역 구간에 있는 높이 32.97m의 길아천 철교이다.

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• 세계에서 제일 긴 철도 노선은?

  • 중국 내륙과 서유럽의 스페인을 연결하는 세계에서 가장 긴 철도노선(1만 3,000여km)이 2014년 개통되었으며, 중국 저장성 이우시 서역에서 스페인 마드리드역 까지 화물열차로 21일이 걸리고 유라시아 대륙 7개국을 경유한다.

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• 우리나라에서 가장 높은 곳에 있는 역은?

  • 국내에서 가장 높은 곳에 위치한 기차역은 강원도 태백선 추전역이다. 추전역은 해발 855ｍ에 위치하고 있다. 참고로 경부고속도로 추풍령은 해발 221m, 영동고속도로 대관령은 해발 832m이다.

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• 열차가 전방에 사람, 가축, 차량 등 장애물을 만나 급정차하려면 필요한 거리는 얼마일까?

  • 열차의 종류와 속도에 따라 다르지만 다음과 같다.
    

    열차의 종류	열차의 속도	정지하는데 필요한 거리
    통근열차	50 km/h	120 m
    전기기관차(객차열차)	50 km/h	150 m
    전기기관차(화차열차)	50 km/h	250 m
    급행열차	80 km/h	300 m
    특급열차	120 km/h	550 m
    고속열차	240 km/h	2800 m

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• 기관차의 종류

  • 증기기관차
    증기기관차는 일제통치 하에서 그 양적인 증가를 계속하여 1945.8.15 해방 당시에는 166량의 증기기관차를 보유하고 있었다. 1945.12.27일 처음으로 우리의 기술로 만든 기관차(해방 제1호)가 영등포~수원사이에서 시운전되었는데, 이 기관차는 객차 20량을 연결, 100㎞/h 달릴 수 있는 2000HP 힘을 가지고 있었다. 이후 디젤전기기관차 출현으로 1967.8.31일 증기기관차의 본선 운전이 중지되었다.
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  • 전기기관차
    우리나라 전기철도의 효시는 1899년 음력 4월 8일 서대문에서 홍릉까지 운행을 개시한 전차이며 이는 철도의 효시라 할 수 있는 1899.9.18 노량진∼제물포간 33.2㎞의 경인 철도가 개통된 시점보다 빠르다. 1924년 경원선 삼방∼복계간과 금강산 철도에 직류 3,000V의 전기기관차를 운행하였는데 그 당시로서는 획기적인 기술의 발전으로 자랑할 만한 것이었다. 세계 어느 나라들보다 지하 연료자원이 적은 나라, 산이 많은 나라에서 발전을 보게 된 전기철도는 오늘날 가장 우수한 철도의 수송방식으로 각광을 받아 유럽 대부분의 나라는 일찍부터 전기철도화를 이루었으며 속도 향상의 절대 적인 위치를 점유하고 있고 현재 최고속도 516㎞/h(상업최고 속도300㎞/h)의 고속철도 시대를 맞이하고 있다. 이와 같은 세계조류에 따라 우리철도도 태백지구의 자원을 수송하기 위하여 1969.9.12 산업선인 중앙, 태백, 영동선 전철화를 착공하여 1972.6.9 고한∼ 증산간 10.7㎞ 전절화가 완공되어 시운전에 들어감으로서 우리나라도 본격적인 전기 철도시대가 막을 열게 되었다.
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  • 디젤전기기관차
    우리 철도에 있어서 디젤전기기관차는 1950.6.25 동란당시 UN군에 의해 디젤전기기관차 50여량을 운용하다 1953년 휴전과 더불어 UN군이 철수하면서 SW8형(2000대형) 기관차 4량을 우리철도에 기증하면서 디젤기관차 역사가 시작되었다. 이 디젤기관차 4량을 당시 구배가 심하고 터널이 많아 증기기관차운전에 어려움이 많던 중앙선 풍기~단양 간에서 시험 운용하였다. 그 후 연차적으로 미국 GMC에서 357량, ALCO에서 49량 등 428량을 도입하여 우리철도 수송동력의 주요임무를 디젤전기기관차로 대체 수행하기에 이르렀다. 1967.8.31일 증기기관차의 종운식을 거행하므로 디젤전기기관차가 수송의 중추적 역할을 담당함으로써 철도동력의 현대화를 이룩하게 되었다.
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  • 디젤동차
    디젤동차는 주로 단구간 반복운행이 잦은 구간운용 및 관광열차용에 주로 충당하고 자체 동력을 갖고 있으므로 운행의 간편함과 여객수송의 기동성 등으로 그 운용상 효율을 높이 평가받기 시작하였다. 1961년에는 일본에서 도입 운용중인 동차엔진(일본제 Nigata)이 노후되어 성능이 저하됨에 따라 ’73년부터 미국제 Cummins 엔진으로 교체하여 사용하였으며, ’61년 이후 일본에서 도입된 동차는 승객의 선호도가 낮아지고 내용연수 초과 및 차량 노후로 새로운 형식의 디젤동차가 필요하게 되었다.
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  • 전기동차
    수도권 지하철 건설은 1950년대부터 구상되었으며 1962년 철도청의 제1차 경제개발 5개년 계획 보완작업 시 수송의 보다 효율적인 방안과 이용객에 대한 편의 제공을 위해 현 서울역과 청량리역 서편에 위치하는 하차장까지를 지하철로 연결하는 도상작업으로 계획안을 작성하고 차관사업으로 추진한 바 있었다. 그러나 산업개발을 위한 신선건설사업과 기존선로 수송력 보강을 위한 제사업의 시급성으로 지하철 건설을 재정형편상 포기할 수밖에 없었다. 그러나 1971.4.12 기공식과 함께 지하구간이 건설되고 기존철도와 연결키로 하고 직류/교류 직통 운전을 위한 무가압구간을 만들기로 하였다. 당초 일본 조사단은 타당성 조사에서 종로선을 교류 25,000V 전기방식을 추진키로 했으나 기 매설된 통신선에 유도장해가 발생케 되는 문제가 있어 과학기술처, 교통부, 체신부, 건설부, 경제기획원, 서울특별시, 철도청, 한전, 한국 과학기술연구소 등 관계기관이 30회에 걸친 회의와 협의 끝에 지하철은 직류방식으로, 철도청 전철화는 교류방식으로 차량은 직교류 겸용으로 결정됨으로서 현재 운행 중인 1호선 차량의 방식이 결정되었다.
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  • PP동차
    1980년 중장거리용으로 DEC 10량(5×2)을 국내에서 제작하여 초기에는 서울~남원 간을 새마을열차로 운행하였고, ’84년부터 ’89년까지 NDC 36량(2량, 3량, 4량 편성)을 국내제작 도입하여 경춘선 및 경부선에 운행하게 되었다. 이후 여객열차의 속도향상 문제가 대두되기 시작하여 동력차의 축중, 주행성능, 승차감 환경소음, 열차의 탄력운용 및 기동성 등을 고려한 유선형 전후 동력새마을동차(150㎞/h)를 ’88서울올림픽을 전후하여(1987~1994) 404량(50 개 편성)이 국내에서 제작구입되어 6량, 8량, 16량 편성으로 운용 새마을 열차의 대부분을 담당하게 되는 등 디젤동차의 새 시대를 열게 되었다.
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  • 신도시(과천, 분당, 일산)용 전기동차
    1988년 신도시 건설계획에 따른 교통대책으로 과천선, 분당선, 일산선 건설이 추진되었고 이에 따라 이 선로에 운용할 차량에 대해서 1988년말부터 본격적인 검토에 들어갔다. 관계기관 및 지하철공사 측과 협의하여 최종확정된 차량이다.
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  • 도시통근형 동차1996.4.1일 도시통근형동차를 도입하여 운행하였으며 이는 도시간 통근 또는 중거리 여행에 적합 한 구조로서 앞으로 운행될 고속철도 및 본선 장거리 열차와의 연계수송에 적합하며 가감속 및 제동성능이 우수하고 실내설비의 고급화로 쾌적하고 안락한 여행이 가능하게 되었다. 대한민국 철도 이미지를 고려하여 무궁화를 상징적으로 적용한 동차를 구입하여 승객들의 많은 호응을 얻었으며 이후 계속 증가하여 현재 디젤동차로 총 보유량은 595량에 이르고 있다.
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  • KTX
    건국 이래 최대의 국책사업이라 불리는 고속철도가 2004년 4월 개통됨에 따라 우리나라는 프랑스, 일본, 독일, 스페인 등과 함께 시속 300㎞의 초고속철도 시대에 들어서게 되었다. 고속철도의 개통은 빠른 속도를 통한 시간단축으로 전국을 2시간대 생활권으로 연결시켜 국민들의 생활에 커다란 변혁을 가져올 뿐만 아니라 경제적ㆍ사회적ㆍ문화적으로도 많은 영향을 미치게 될 것이다. 빠르고, 안전하고, 편안하며, 친환경적이고, 첨단 기술의 집약체인 고속철도는 차세대를 대표할 만한 새로운 교통수단으로 자리매김 할 것이다.

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• 우리나라 철도 관련 최초 기록

  • 철도 건설 관련
    • 경인선(노량진~제물포 33.2㎞) 개통 : 1899.9.18
    • 복선 개통 : 1908.11.11
    • 전철선 개통 : 1973.6.20
    • 수도권 전철 개통 : 1974.8.15
    • 경부고속철도 개통 : 2004.4.1
  • 열차 운행 관련
    • 열차 운행 : 1899.9.18
    • 식당차 운행 : 1908.4.1
    • 침대열차 운행 : 1912.8.12
    • 열차 내 방송 : 1969.1.13
    • 새마을호 열차 운행 : 1969.2.10
    • 승차권 자동판매기 설치 : 1977.8.15
    • 승차권 전산 발매 : 1981.10.1
    • 지하철-버스 환승승차권 : 1989.10.1
    • 열차 내 CD 음악방송 시행 : 1991.10.1
    • 열차 내 공중전화기 설치 : 1993.10.1
    • 장애인 객차 운행 : 1994.8.16
    • 카페 객차 운영 : 1998.7.30
    • 어린이 전용 칸 운영 : 1998.9.11
    • 자유석 운용 : 1998.12.15

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• 열차 이름은 어떻게 바뀌었을까?

  • 융희호(서대문~초량 1906.4.16), 아까스키(서울~부산, 특급열차 1936.12.1), 해방자호(서울~부산 1946.5.26), 통일호(서울~부산 1955.8.15), 무궁화호(서울~부산 1960.2), 재건호(서울~부산 1962.5.15), 태극호(서울~목포 1962), 맹호호(서울~부산 1966.7.21), 건설호(중앙선 화물열차 1966.7.21), 증산호(호남선 화물열차 1966.7.21), 백마호(서울~광주 1966.11.21), 청룡호(서울~대전 1966.11.21), 갈매기호(경부선 피서열차 1967.7.16), 대천호(장항선 준급행 1967.7.16), 비둘기호(서울~부산 1967.8.13), 관광호(서울~부산 1969.6.10), 신라호(대구~울산 1971.1.20), 계룡호(서울~대전 1971.2.10), 충무호(서울~진주 1971.3.15), 새마을호(서울~부산 1974.8.15), 이외에도 상록호, 풍년호, 약진호, 부흥호 등이 있었다.

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• 과선교, 가교, 가도교, 가동교, 고가교, 고가선, 고가철도는 어떻게 다를까?

  • 과선교(跨線橋) over bridge : 철도선로를 건널 수 있도록 만들어진 교량으로 교면의 높이는 교량의 접속 부분의 종단선형에 의하여 결정됨. 종류에는 과선도로교, 과선선로교, 과선인도교 등이 있음. “구름다리”로 용어순화 (바꿈말만 사용).
  • 가교(假橋) temporary bridge : 공사용이나 공사중의 우회로로서 일시적으로 설치되는 교량. “임시다리”로 용어순화 (바꿈말만 사용).
  • 가도교(架道橋) over bridge, over road bridge : 선로나 도로 위를 가로질러 놓은 다리. “철도 밑 횡단도로”로 용어순화 (권장사용).
  • 가동교(可動橋) movable bridge : 교량 밑으로 선박 등이 다닐 수 있도록 교량의 본체를 움직일 수 있게 한 교량. 교량 본체의 이동방법에 따라 도개교(跳開橋), 승개교(昇開橋), 선회교(旋回橋), 전개교(轉開橋) 등으로 분류함.
  • 고가교(高架橋) elevated bridge : 도로면보다 높은 위치에 가설한 교량.
  • 고가선(高架線) elevated line, viaduct : 열차가 자동차 또는 다른 물체와의 접촉을 피하기 위하여 지면보다 상당히 높게 건설한 선로.
  • 고가철도(高架鐵道) elevated railway : 지상교통에 지장을 주지 않기 위하여 높게 부설한 철도. 도시에서 도로와의 평면교차를 피하기 위하여 전선을 고가선으로 건설한 철도.

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